Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет

Факультет географии и геоэкологии

Курсовая работа

По теме

«Обзор средств для автоматизации геодезических вычислений.

Программа Microsoft Excel. Ее применение для разработки электронных таблиц.

Разработка электронной таблицы для автоматизации  выполнения практической работы

«Предварительные расчеты в триангуляции».

Выполнил:студент 2-го курса

Львов К.А.

Санкт-Петербург

1999 г.
Оглавление

ВВедение........................................................................................................

3

Обзор средств

автоматизации........................................................ 6

Заключение...............................................................................................

18

Источники:................................................................................................

19

Введение.

Почему геодезические вычисления необходимо автоматизировать.

Камеральная обработка результатов геодезических измерений является одной из

важнейших частей процессапо получению координат пунктов геодезической сети, но

это лишь один аспект проблемы. На самом деле, камеральная обработка результатов

требуетсяпрактически при любых геодезических работах-начиная от работ по

строительной геодезии, и заканчивая обработкой измерений в классной

триангуляции,полигонометрии, трилатерации, и т.д. Но если при работах

строительной геодезии объем работ по камеральной обработке относительно невелик,

то при камеральнойобработке результатов измерений классной триангуляции,

например, да и других высокоточных геодезических работ объем вычислений

становится весьма большим.Это связано со спецификой этих работ- высокая точность

требует специальных методов как проведения собственно измерений, так и

камеральной обработки ихрезультатов-применения специальных методов уравнивания,

введения большого числа поправок, постоянного прослеживания всех получающихся

результатов (в том числе и с целью контроля их правильности), и т.д. Это,

естественно, рождает за собой определенные проблемы,основные из которых-это

недопущение ошибок, и длительное время самой обработки из-за ее большого объема.

Хотя все процессы обработки построены так, чтобымаксимально снизить риск

появления ошибок (тут сказывается учет большого опыта геодезистов-процессы

построены таким образом, чтобы сразу заметить «неидущий»результат и вовремя

найти и исправить ошибку), но так как вес-таки исполнителем работ является

человек, то, естественно, нельзя полностью гарантироватьсовершенное отсутствие

ошибок. Конечно, потом они будут обнаружены и исправлены, но сам процесс поиска

может занять значительное время. Когдакамеральную обработку выполняет человек с

большим опытом проведения подобных работ, то риск подобных ошибок снижается,

уменьшается и время, требуемое напроведение обработки. Но когда подобную работу

выполняет человек, не имеющий подобного опыта, то риск вышеперечисленных ошибок,

наоборот, многократновозрастает. Это при том, что камеральная обработка в

принципе является достаточно легко формализуемым процессом. В связи с этим

встает вопрос обавтоматизации геодезических вычислений. В самом деле-не логичнее

ли поручить исполнение «механической» работы компьютеру, что даст, во-первых,

большуювыгоду во времени (мощности современных вычислительных машин легко

хватает для выполнения приблизительно двух-трех миллионов операций в

секунду-лекопосчитать, какая получится экномия времени!), а, во-вторых, это дает

некую гарантированность от ошибок в вычислених-попросту говоря, машина никогда

неошибется при выполнении математической опереции. (Тут, правда, встает проблема

правильности и безошибочности используемого алгоритма, но это тема для

отдельнойработы.). На самом деле, практика показала преимущественность подобного

подхода, в настоящее время ручная обработка результатов геодезических

измеренийвстречается крайне редко.

Предпосылки к автоматизации геодезических вычислений.

В последние пятнадцать лет развитие электронной техники и технологии можно

сравнить с лавинообразным процессом-чем выше настоящий уровенькомпьютерной

технологии, тем, соответственно быстрее идет ее развитие. Это связано с тем, что

в данном случае продукты технологии служат одновременно иресурсом, необходимым

для ее развития. Поэтому мы стали свидетелями действительно лавинообразного

развития разнообразной электронно-вычислительнойтехники, увеличения ее мощности,

снижением стоимости ее производства и , как следствие всего этого, проникновения

ее практически во все сферы жизниобщества. Это, естественно, породило проблему

прикладного испольования, которую можно рассмотреть и в аспекте автоматизации

обработки результатов геодезическихвычислений.

Вообще-то, персональные компьютеры существуют уже достаточно давно, но если,

скажем, в начале восьмидсятых годовеще шла «война» различных платформ, среди

которых были PC, Spectrum-совместимые, Macintosh, Commondore, Atari, ипрочие,

котоыре (практически все из них тогда) характеризовались весьма небольшим

объемом оперативной памяти и невысоким быстродейстием, что,естественно, рождало

за собой проблему разработки соответсвующего программного обеспечения. В

принципе, разработка средств для автоматизации геодезическихвычислений была

возможна и тогда, но это приходилось делать непосредственно на языке

программирования(который либо выбирался разработчиком, либо, что совсемуж

несерьезно, был аппаратно встроен в систему). Поэтому разработка более или менее

нормальной системы, способной выполнять поставленные задачи, требоваланедюжинных

программистких навыков. И это при том, что скорее всего такая система была

способна решать только узкий, определенный еще на этапе создания,круг задач.

Кроме того, ограниченность системных ресурсов делала практически невозможным 

создание действительноуниверсальной системы, которую можно бы было легко

приспосабливать под конкретые задачи, требющиеся для автоматизации, и которая бы

обладала«дружественным интерфейсом пользователя», т.е. такой средой

взаимодействия пользователя и программы, которая бы позволяла легко

взаимодействовать спрограммой и «добиваться» от нее нужных результатов. Часто

вообще взаимодействие с подобными программами вызывало очень большие

трудности,поскольку иногда поменять какие-либо настройки было возможно только

через модификацию исходного текста программы, поскольку для создания

универсальной иконфигурабельной программы не хватало системных ресурсов, т.е.

программа просто не умещалась в памяти компьютера.

И, кроме всего прочего, не было совместимости между платформами, т.е.

программное средство, разработанное длякакой-то определенной платформы было

просто невозможно использовать а другой  без проведения каких-либодополнительных

работ по конвертации, преобразованию форматов представления данных, и[KL1] пр.

Но даже на такой базе стало возможным создание средств автоматизации

различныхвычислений, в т.ч. и геодезических, потому что компьютер уже являлся

средством, возможности которого на порядок превосходили возможности

программируемыхкалькуляторов, не говоря уже о калькуляторах обычных. Разработка

средств автоматизации являлась задачей программиста, поэтому для разработки

средставтоматизации геодезических вычислений либо геодезист должен был обладать

программисткими навыками, либо (что встречалось куда реже)

программист-геодезическими, либо программист и геодезист должны были работать в

паре, что позволяло программисту под руководством геодезиста создать

работоспособнуюпрограмму для автоматизации. Правда, тогда такие программы все

равно не обладали универсальностью, поэтому в те времена широко распространения

такиеразработки не получили-чтобы эффективно работать с программой, надо было

знать ее «изнутри», что, конечно, было очень неудобно.

С течение времени ситуация постепенно изменялась в лучшую сторону, на рынке

персональных компьютеровлидерство постепенно завоевала платформа PC, хотя многие

до сих пор не соглашаются с подобнымутверждением. Так или иначе, вычислительные

мощности многократно возросли, что постепенно позволило создать удобный и

завоевавший всеобщую популярность«графический интерфейс»-удобную и интуитивно

понятную среду взаимодействия пользователя и программ(вполне наглядным примером

которого является завоевавшаявсеобщую популярность и получившая широчайшее

распространение у нас в стране , да и во всем мире операционная система

Microsoft Windows , под управлением которой работает огромноемножество программ.

Стали также возможны разработки и программные средства, о которых раньше

приходилось только мечтать, в том числе и программные средства,предназначенные

для автоматизации геодезических вычислений (являющиеся подклассом

геоинформационных систем), в том числе и универсальные средстваавтоматизации

вычислений практически любого рода, каковыми являются электронные таблицы. Более

того, работа с подобными средствами разработки теперьмногократно упростилась,

увеличилась ее эффективность, скорость и качество, и снизилась сложность самого

процесса разработки,благодаря чему этот процессперестал быть неким «таинством»,

доступным лишь «посвященным» (программистам), и стал доступен практически любому

человеку. Иными словами, геодезисту теперьне обязательно нужен программист для

того, чтобы разработать средство автоматизации, и благодаря такому разделению

задач эффективностьувеличилась-ведь геодезист знает гораздо лучше, чем

программист, каким требованиям должно удовлетворять разрабатываемое средство,

поэтому и повысилоськачество разработки. Удобство интерфейса сделало такие

средства более универсальными-ведь теперь можно не просто написать инструкцию,

но и, допустим,снабдить свое средство дополнительными интерфейсными элементами,

типа всплывающих подсказок, которые бы появлялись при наведении курсора на

нужнуюклетку таблицы, и содержали бы информацию о том, что за информация

содержится в данной клетке (или, например, что надо в эту клетку ввести).

Таким образом, подводя итог этому вступлению, необходимо сказать о том, что в

настоящее время иформационныетехнологии все глубже проникают практически во все

сферы общества, и скорость этого процесса все еще возрастает. Поэтому для

решения прикладных задач теперьуже решающую роль играет не доступность

компьютеров и компьютерных технологий, как всего десять-пятнадцать лет назад,

но, скорее, правильность выбора средствдля решения конкретных задач, которые

должны удовлетворять требованиям учета специфики, но в то же время являться

универсальными и простыми в освоении.Поэтому данный обзор, ни в коем случае не

претендующий на абсолютную полноту, служит для того, чтобы составить

представление о целесообразности выбора тогоили иного программного средства для

автоматизации решения какой-либо конкретной задачи.

Обзор средств автоматизации

Два подхода к автоматизации – использование специализированного программного

обеспечения геоинформационных систем (ГИС) ииспользование универсальных средств

(электронных таблиц) в целях автоматизации геодезических вычислений.

Существуют два принципиально различающихся подхода к созданию средств

автоматизации геодезических вычислений, отраженные взаголовке. Поэтому при

выборе программного обеспечения  для разработки какого-либо

средстваавтоматизации вычислений необходимо сделать выбор между двумя этими

подходами.

Нужно сразу сказать, что собственно использование специализированного

программного обеспечения как таковое не является именноразработкой нового

средства автоматизации вычислений, по причине того, что это программное

обеспечение само по себе является именно таким средством, котороенеобходимо лишь

должным образом сконфигурировать для выполнения той задачи, которую необходимо

решить. Иными словами, нет необходимости разрабатыватьалгоритмы обработки

результатов измерений, но необходимо лишь правильно использовать изначально

заложенные программистами возможности системы длярешения конкретной задачи. Но

тут как раз и возникает проблема.

Дело в том, что в основном специализированные ГИС изначально предназначаются для

решения достаточно узкого круга задач, ирасширению поддаются с трудом. Поэтому,

если решение данной задачи лежит в пределах возможностей данной ГИС, то тогда

задача с использованием ее решаетсябез труда, но если изначально ГИС не

создавалась для работы с таким типом задач, то решить задачу с использованием

данной системы будет весьма проблематично.Иными словами, например, ГИС,

предназначенные для изучения и моделирования структуры рельефа будет весьма

сложно, если только вообще возможно,приспособить к решению задач из области

обработки результатов измерений строительной геодезии.

Таких проблем не возникает при использовании универсальных средств типа

электронных таблиц, потому что в этом случае всеалгоритмы работы создаются «с

нуля», что обеспечивает их наилучшую приспособленность к решению возникшей

задачи по автоматизации, но возникают проблемы иногохарактера. Дело в том, что

разработка качественного средства автоматизации вычислений – это весьма

трудоемкий процесс, занимающий иногда достаточно многовремени. Конечно, оно

потом окупается, но только при достаточно большом объеме вычислительных работ

подобного типа, а при решении единичной задачи иногдаоказывается быстрее, как ни

крамольно это звучит, подсчитать требуемые результаты вручную.

Поэтому необходимо четко представлять возможности различных геоинформационных

систем для того, чтобы отдать предпочтение той илииной из них при решении

конкретной задачи, а если среди них не окажется нужной, то тогда средство

необходимо разработать вручную, если это оправдано с точкизрения затраченного

времени.

Краткий обзор средств автоматизации, основанных на использовании

специализированных ГИС. Требования, предъявляемые к ним.

Использование специализированных ГИС позволяет сократить время, требуемое для

проведения расчетов в процессе камеральнойобработки и многократно увеличить

надежность и безошибочность вычислений.

Появление электронных геодезических приборов привело к возможности существенного

изменения методик полевых работпри выполнении топографических съемок различного

назначения. Сегодня электронные тахеометры и спутниковые геодезические системы

обеспечиваюттребуемую точность измерений для большинства видов работ.

Неотъемлемой частью современных приборов является наличие устройств для

регистрации измерений. Этопозволяет полностью отказаться от записи результатов

измерений в полевые журналы. Ясно, что автоматическая регистрация данных в поле

становитсяпрактически бессмысленной, если данные обрабатываются без

использования соответствующего программного обеспечения. В связи с этим

большинство компаний,поставляющих геодезическую технику, предлагают не поставку

отдельных приборов, а внедрение законченных технологий. Заметим, что

производители приборов тожепереходят к поставке технологий. Например, фирма

Spectra Precision в рамках концепции IS™ (Integrated Surveying - Интегрированные

Съемки) началараспространение пакета программ GeoTool, полный набор модулей

которого позволит выполнять работы от импорта данных до проектирования

сооружений и выносапроектов в натуру.Но именно здесь и кроется еще одна проблема

- ведь приобретя технологию, компания оказывается «привязана» к ней, и

вынужденаиспользовать приборы одной и той же фирмы, а также обращаться к ней за

обновлениями, потому что очень часто переход на технологию другой фирмы

можетобойтись намного дороже, чем продолжение использования уже купленной и

освоенной. Поэтому предлагается краткий обзор некоторых программных продуктовдля

обработки результатов геодезических измерений.

Критерии включения в обзор

Параллельно с эволюцией вычислительной техники шло развитие программ

обработкигеодезических измерений. Большинство подразделений бывшего ГУГК и

проектно-изыскательских организаций самостоятельно разрабатывали те или

иныепрограммы. Отличительными особенностями таких программ является их

ориентированность на решение задач той организации (а зачастую дажеподразделения

организации), для которой они созданы. Обычно они разрабатывались и

поддерживались собственными отделами автоматизации. Подавляющее большинствотаких

«ведомственных» программ не были ориентированы на работу с накопителями

электронных приборов просто из-за их недоступности. Большинство такихпрограммных

продуктов не стали коммерческими и прекратили свое развитие. Поэтому в настоящем

обзоре они не рассматриваются.

Сегодня на рынке геодезических технологий России присутствует небольшое (по

сравнению с рынком ГИС-приложений) количество программных продуктов.

Реальнораспространяются и поддерживаются, пожалуй, только продукты Caddy фирмы

Ziegler (Германия), «Кредо-Диалог» (Белоруссия), «Топоград» (Украина), Topocad

фирмыSMT Datateknik (Швеция) и FieldWorks корпорации Intergraph. Скорее всего

этот список неполный, однако информация именно об этих продуктах в той или

инойформе распространяется среди потенциальных пользователей.

Выделенные таким образом продукты можно в свою очередь разделить по используемым

операционным системам. По всей видимости, 32-ти разрядные MSWindows 95 и NT

становятся наиболее популярными и распространенными операционными системами.

Преимущества многозадачных операционных систем Windowsс их единым

пользовательским интерфейсом, возможностью обмена данными между различными

приложениями, простотой подключения периферийных устройств,совершенными

справочными системами, руссификацией и т.д. привлекают все большее количество

пользователей в России. Из приведенного выше списка приложением дляWindows

является только Topocad. Пакет FieldWorks является приложением интегрированной

графической среды MicroStation, которая в свою очередь работаетс Windows 95 и

NT. Разработчики пакета «Топоград» только предполагают выпустить версию для

Windows в 1997 году. Работы по переводу Caddy и «Кредо-Диалог» подWindows пока

не ведутся.

Поэтому в настоящем обзоре остановимся только на программных продуктах Topocadи

FieldWorks.

Требования к геодезической программе.

Прежде чем перейти к обсуждению программных продуктов, необходимо выделить

возможности, которые должны быть реализованы в топографических пакетах.

•Импорт данных из полевых накопителей электронных тахеометров или полевых

компьютеров. Желательна поддержка форматов различныхфирм. Данные можно

импортировать непосредственно через последоватльный порт компьютера или

считывать из текстового файла соответствующего формата. Хотяпроизводители

приборов практически всегда предлагают необходимые интерфейсы для формирования

текстовых файлов результатов измерений на диске компьютера,представляется

полезной поддержка обеих возможностей импорта. Необходимо также иметь средства

для редактирования полевых измерений.

 •Обеспечение импорта координат точек местности, полученных спутниковыми

методами. Постепеннотакие методы начинаются использоваться при выполнении

крупномасштабных съемок. Обычно для вычисления координат используется

программное обеспечение, входящеев комплект спутниковой аппаратуры. Однако

предлагаемые производителями GPS-аппаратуры «картографические» программы в

большинстве случаев не позволяютобрабатывать результаты наземных измерений, без

которых трудно обойтись при съемке.

 •Обработка результатов измерений в сети обоснования. Наиболее популярными

способамипостроения обоснования на сегодняшний день являются пространственная

полигонометрия и различного рода засечки. Полезными представляются

возможностьавтоматического вычисления координат точек обоснования, контроль

грубых ошибок, уравнивание и оценка точности. Контроль грубых ошибок по-прежнему

весьма важен,поскольку даже при наличии автоматической регистрации результатов

измерений остается вероятность ошибочного кодирования точек, неточного

центрирования и измерениявысот прибора и визирных целей. •Вычисление

прямоугольных координат пикетов по результатам полярных измерений. Большинство

электронных тахеометров позволяютвычислять и записывать в память прямоугольные

координаты непосредственно в поле.

•Средства графического редактора и структурирования графических объектов,

например, размещение объектов в различных слоях. При этомналичие многих функций

мощных графических редакторов, например пространственная визуализация и т.д.,

необязательно. •Наличие библиотеки российских условныхзнаков и возможность

создания собственных символов.

•Построение и редактирование моделей рельефа и горизонталей.

•Вывод графики на внешние устройства и экспорт данных в другие системы.

Необходимость вывода построенных планов на плоттеры невызывают сомнений.

держит для вас наготове.

Причем независимо от текущей программы переход осуществляется с помощью одной

итой же  команды. Для этого нужно выделить соответствующие ячейки. Занести

данные в буфер, используя для этогокоманду меню Правка - Копировать, либо

комбинацию клавиш Ctrl+C. Теперь либо сам Excel,  либо иная программа  может

вынуть данные из буфера с помощьюкоманды меню Правка - Вставить или одной из

двух комбинаций клавиш: Shift+Insert или Ctrl+V.

Текстовый редактор Word для Windows.

Из буфера  обмена данные поступают в Word для Windows в виде таблицы. Эта

программапонимает  все  форматы  Excel. Гарнитура  и  размеры шрифта также 

сохраняются  в  неизменном виде. Используя меню обработкитаблиц текстового

редактора можно обрабатывать в нем данные.

Экспорт.

Excel может хранить рабочие листы в  памяти  в  различных  форматах. Чтобы

задать  свой формат,  нужно выбрать команду меню Файл - Сохранить как, где есть

полеТип файла. Там имеется список форматов,  в которые Excel может преобразовать

свои файлы.

Конечно, далеко не всегда при разработке средств автоматизации геодезических

вычислений могут понадобиться все средства MS Excel, так как программа содержит

чрезвычайно большоеколичество функций и возможностей, начиная от работы со

статистическими данными, и заканчивая работой с построением графиков и

диаграмм,что скореенужно в делопроизводстве или бухгалтерии. Но полностью

отметать использование их нельзя, так как дополнительные возможности программы

не только не мешают, ноиногда могут быть использованы самым неожиданным

способом, так, напримр, мой знакомый,используя исключительно средства построения

графиков и диаграмм MS Excel, создал таблицу, которая автоматизировала

построениемодели рельефа,полученной по результам нивелирной съемки местности

способом «по квадратам».

Краткое описание электронной таблицы, автоматизирующей выполнение лабораторной

работы «Предварительные вычисления в триангуляции».

Довольно большой объем однообразных вычислений, требующийся для выполнения

данной работы, натолкнул меня на мысль сделатьэлектронную таблицу, которая бы

позволила автоматизировать данный процесс. Кроме того, несмотря на то, что

исходные данные в каждом варианте былиразличны, но их количество и структура бла

неизменной-одинаковое число пунктов и одинаковое их расположение. Для решения

такой задачи очень хорошо подходилапрограмма MS Excel, тем более что данные

представлены в таблицах. Следовательно, задача свелась лишь к

формализациипроцесса вычислений, т.е. необходимо было создать совокупность

электронных таблиц, которые внешне выглядели бы точно так же, но вычисления

–автоматизированы. Эта задача решается просто записыванием соответсвующих формул

в соответсвующие ячейки, где производилась бы обработка данных, которыепрограмма

взяла бы из других ячеек(с исходными данными, куда необходимо их ввести

вручную).

Например, таблица 1, «Вычисление дирекционных углов и длинн сторон между

исходыми пунктами», выглядит так:
Как видно, таблица почти полностью дублирует таблицу, взятую из «методических

указаний», только имеется лишний столбец (пустой) междуколонками «Румб» и

«Градусы», который нужен для записи промежуточных результатов. Дело в том,что

все-таки изначально Excel не предназначался для работ в геодезической

сфере,поэтому в нем нет встроенных форматов представления результатов угловых

измерений. Впрочем, они достаточно легко реализуются вручную, но , скажем,

длязаписи величины угла в формате «градусы, минуты, секунды» требуется не один

столбец таблицы, а три, соответственно, доступ к этим данным тожеосуществляется

раздельно.Для решения этой проблемы пришлось делать структуру, которая переводит

величину в градусах (десятичные доли) в требуемый формат,отбрасывая сначала

величину десятых долей и устанавливая количество целых градусов,а после переводя

десятичные доли градуса в минуты и секунды. Дляпримера, формулы, записанные в

ячейках:

H4 =ОТБР(G4) – целое число градусов

I4  =ОТБР((G4-H4)*60) – целая часть произведения из десятичых долей градусов,

умноженных на 60, т.е. целое число минут

J4  =ОКРУГЛ((G4-H4-(I4/60))*3600;2) – произведение из исходной величины градусов

минус целое число градусов минустолько что вычисленное целое число минут,

деленное на 60 умноженное  на 3600 и округленное до двух знаков послезапятой =

число секунд, вычисленное  с точностью до 2-х знаков после запятой.

В этой версии таблицы применены русские названия формул (хотя мне такое решение

представляется весьма и весьма спорным – ведьэто как-бы нарушение международного

стандарта), так что фомула в ячейке H4 означает «взять целую часть числа,

находящегося вячейке G4(причем столбец G4 не виден – он скрыт. Это решение

применено для удобства – дело в том, что совокупность формул в ячейках H4:J11

является такой, чтобы перевести в формат «градусы,минуты, секунды» любое число,

находящееся в соответствующей ячейке столбца G4, и между собой этот диапазон

связан относительнымиссылками, т.е. при «переброске через буфер» (копировании в

буфер и вставке из него)  координаты ячеек будут пересчитаны(эту функцию Excel 

выполяет автоматически), т.е. будет преобразовано в формат «градусы, минуты,

секунды» любое число, находящееся в соответсвующей строкестолбца,

соответсвующего столбцу G4 в данном примере. Это очень удобно, но требует того,

чтобы работа проводилась с ссылкамина соответсвующие  значения, которые нужно

преобразовать в формат «градусы, минуты, секунды», причем столбец,содержащий

ссылку, можно сделать скрытым, как в данном примере.

Или еще пример:

S4 =ОКРУГЛ(КОРЕНЬ(СТЕПЕНЬ(B5-B4;2)+СТЕПЕНЬ(C5-C4;2));2)

Таким вот непривычым способом записывается теорема Пифагора.

СТЕПЕНЬ(B5-B4;2) означает квадрат разности значений, записанных  в B5 и B4 ( это

как разисходные координаты), двойка-это показатель степени.

КОРЕНЬ – это извлечение квадратного корня из аргумента в скобках.

ОКРУГЛ – это округление результата до второго знака после запятой.

На приведенных примерах хорошо виден принцип работы электронных таблиц – они

просто выполняютто, что  записано в их ячейках. Преимуществом по сравнению с

разработкой на языках программирования являетсянаглядность и высокая степень

конфигурабельности, а также легкость редактирования и модификации.

По такому принципу создана вся так называемая “книга MS Excel» – совокупность

электронных таблиц, которые в этом случае называются «листами».Каждый лист

содежит отдельную таблицу, которая (в основном) данные для своей работы берет из

предыдущих листов, что реализовано с помощью механизма «ссылок»– метода, при

помощи которого ячейка одного листа в книге ссылается на значение  ячейки

другого листа этой жесамой книги.

Нет нужды описывать рлдробным образом каждую таблицу данной книги, потому что

принцип работы остается одинаковым, но необходимосказать о существенных

недостатках такого подхода. Во-первых, ссылки могут быть многократными, т.е. на

ячейку, содержащую ссылку, в свою очередь ссылаетсядругая ячейка и т.д. Это, с

одной стороны, создает удобство работы, так как для исходых данных последующей

таблицы можно брать предыдущую, не задумываясь,содержит ли она ссылки или нет, а

не искать ту клетку, где хранятся исходные данные, а с другой стороны, 

такойподход затрудняет поиск ошибок, так как для поиска ошибки в цепи,

содержащей ссылки, необходимо проследовать по ней до самого начала, прослеживая

заодновзаимодействия этой цепи с другими элементами кники, что при большом

объеме таблицы может быть весьма затруднительно.

Другой минус подобной реализации – это то, что все-таки Excel не имеет

достаточно удобныхконструкций, необходимых для реализации базовых алгоритмов,

как то : следование, развилка, цикл. Скажем, выбор из двух сценариев вычисления

(чтонеобходимо, когда, например, получается число градусов больше 360 – ти,

такая ситуация не представляет никаких трудностей для человека, но не

длякомпьютера!) представляет собой не очень просто реализуемую задачу , она,

будучи по сути простейшей, приводит к появлению, например, таких формул:

=ЕСЛИ(СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0)>=60;ЕСЛИ(СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0)>=120;СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0)-120;СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0)-60);СУММ(D10:D12)+ОКРУГЛВНИЗ(СУММ(E10:E12)/60;0))

Данная формула представляет собой как раз выбор из двух сценариев вычислений, в

заисимости от числа секунд и минут всоответсвующих ячейках, учитывающий все

варианты.

Ясно, что работать с такого рода формулами очень неудобно.

Направления усовершенствования. Язык Visual Basic.

Хотя разработанная таблица и справляется с поставленной задачей, тем не менее

существует ряд моментов, которые хотелось быулучшить. Это – избавиться от

структур, описанных в конце предыдущего параграфа, сделат выбор сценария решения

понятным и удобочитаемым, а в далекойперспективе – даже расширить данную таблицу

таким образом, чтобы появилась возможность работы  не с фиксироаннымколичеством

точек, а с произвольным, задавая их количество. Данная задача является очень

трудоемкой и требует хорошео знания особенностейпрограммирования на встроеном в

MS Excel язык программирования Visual Basic.

Это в принципе объектно-ориентированное расширение обычного языка Basic, с очень

большим числомновых функций и методов, призванных помочь в решении самых

разнообразных задач любой сложности. Интеграция языка программирования и

электронной таблицыпредоставляет широчайшие возможности, ведь в числе

предоставляемых средств есть и средства доступа к значениям клеток электронной

таблицы, и даже доступ к ихсвойствам. Так, например, создается макрос –

определенная последовательность инструкций, которая выполняется или сразу при

загрузке документа, или же привыборе из меню

«Сервис-Макрос-Макросы-Выполнить»(альтернативный вариант – нажать клавишу F8), и

при своем выполнении макрос, допустим, опрашивает пользователя,сколько пунктов,

каково их взаимное расположение, и т.д. , после чего, используя собственные

средства доступа к значениям клеток таблицы, генерируетнужную структуру.

Например, подпрограмма

Sub MyInput()

   With Workbooks("Book1").Worksheets("Sheet1").Cells(1, 1)

               .Formula = "=SQRT(50)"

               With .Font

                           .Name = "Arial"

                           .Bold = True

                           .Size = 8

               End With

   End With

End Sub

в результате своего выполнения запишет в клетку A1 (или 1,1 в данном формате

записи) листа «Sheet1”  книгис названием “ Book1” формулу “=SQRT(50)», т.е.

квадратный корень из 50 – ти, а результат будет записан утолщенным шрифтомArial

размера 8.

К сожалению, процесс создания действительно универсального средства

автоматизации вычислений является чрезвычайнотрудоемким и длительным, что делает

его созданией задачей не одного программиста, но какой-либо фирмы,

специализирующейся на разработкепрограммного обнспечения. И, как уже было

сказано выше, для подобных задач гораздо более целесообразно использовать

специализированные ГИС, разработанныеспециализирующиимся на выпуске подобных

продуктов фирмами. А в практической работе, когда таких задач не ставится, как,

например, в данном случае,применение Visual Basic в принципе целесообразно

ограничить созданием макросов для упрощения вычисления некоторыхчастей таблицы,

когда напрямую (через запись формул в ячейки) требуемый результат трудно

достижим, или его восприятие затруднено. Но при этом неследует забывать, что

использование макросов ухудшает понятность таблицы и делает ее модификацию более

сложной, так как макрос в принципе являетсянекоторым кодом, написаным на языке

программирования,следовательно, для эффективной работы с ним необходимо обладать

программисткими навыками и, крометого, знать специфику данного языка

программирования, хорошо ориентироваться в свойствах и методах объектов, и четко

представлять себе реультат выполнения тойили иной инструкции. Все это делает

задачу создания сложных макросов задачей скорее программистов, нежели

геодезистов, так как освоение языкапрограммирования требует некоторого, порой

весьма значительного времени, и специальных знаний. Правда, ипользование

справочной системы облегчает задачу.

Из этого можно сделать вывод, что наиболее эффективным средством самостоятельной

разработки системы, автоматизирующей нужные вычисления, является сочетание

средств, предоставляемых собственно электронныим таблицами и средств,

предоставляемыхязыками программирования. В этом и нужно видеть основные

направления усовершенствования данной работы.

                    Заключение.

Автоматизация геодезических вычислений – плюсы и минусы.

В заключении данной работы необходимо еще раз обратить внимание на такой важый

аспект проблемы, как плюсы и минусы автоматизации.Казалось бы, что здесь нет

никакой проблемы, ведь, как неоднократно было сказано выше, автоматизация

позволяет многократно увеличить производительностьработ по обработке вычислений

за счет увеличения скорости их выполнения, и во много раз сократить вероятность

появления любых ошибок в процессе камеральнойобработки. Алгоритмы, которые

используются при разработке средств автоматизации,многократно проверяются ( по

крайней мере, должны) в процессеразработки на наличие скрытых ошибок, что

позволяет довести надежность процесса вычислений до неободимого уровня. Поэтому

автоматизация на первый взгляд кажетсяпочти абсолютным благом, которое

необходимо применять везде и всюду. Ведь никто не спорит, что сокращение затрат

времени на производимую работу увеличивает ееэффективность, тем более при

сохранении (и даже более того-возрастании, как в данном случае) качества

производимой работы. Но что, в сущности, поисходит насамом деле?

Дело все в том, что при применении готовых технологий процессы получения

требуемых результатов вообще автоматизированы почти что допредела – съемка

местности, запись результатов, произведение камеральных работпроисходи

автоматически, желательно с минимальным участием человека. Поэтомустановится

нормальным такое положение дел, при котором исполнитель работ не понимает

сущности того, что он делает, а только хорошо и четко знает алгоритмдействий,

подлежащих выполнению с его стороны. Говоря проще, знает, какую и когда кнопку

нажать, чтобы в конечном итоге получился требуемый результат.

Не рискуя заявить о том, что подобное положение вещей является

неудовлетворительным (хотя бы потому, что оно имеет место быть), темне менее

нужно обратить внимание на опасности данного подхода. Ведь риск получения

неправильного результата возрастает при отсутствии понимания сутиработы

исполнителем, иными словами, не всегда бывает полностью безопасно полагаться на

приборы. Хотя противники данной точки зрения и говорят, что в таком случае

,допустим, и программист не может полагаться на компьютер, поскольку не понимает

полностью сути происходящих в нескольких миллионах транзисторов

центральногопроцессора процессов, тем не менее, необходимо не забывать о данном

аспекте проблемы.

При самостоятельой разработке подобых средств автоматизации подобных проблем не

должно возникать, потому что для того, чтобысоздать функционирующую таблицу,

автоматизирующую вычисления, необходимо как минимум хотя бы приблизительно

представлять себе суть происходящего. Но однаждыразработанное, проверенное и

функционирующее средство в процессе его эксплуатации по прямому назначению

позволит даже разработчику со временемнадежно забыть, как там что вычисляется и

почему. Несмотря на это, результаты будут по-прежнему правильными!

Но, конечно, было бы абсурдом не использовать средства автоматизации, мотивиуя

это такими доводами. Просто необходимо разграничитьсферы применения тех или иных

средств автоматизации в зависимости от решаемых задач.

Необходимость автоматизации.

Подводя краткий итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что в целом

автоматизация геодезических вычислений необходима вразличных областях, связанных

с геодезией. Предпосылки этому создает тотальная продолжающаяся информатизация

практически всех сфер функционирования общества,а также повышающаяся доступность

компьютерных технологий и снижение стоимости их производства. В геодезии

автоматизация необходима в первую очередь, потомучто позволяет решать

практические задачи самого различного характера с большей эффектитвностью и

производительностью, а также увеличивает скорость выполненияи себестоимость

работ по камеральной обработке результатов съемок.

Средства автоматизации делятся на два различных класса – первые

(специализированные ГИС) позволяют решать широкий круг частовстречающихся

практических задач, и представляют собой программно-аппаратные комплексы,

позволяющие реализовать технологию например, производства карт, отначала и до

конца. Такими являются комплексы TopoCad и FieldWorks.

Вторые же являют собой средства разработки программных продуктов, какими в

сущности, являются электронные таблицы, и позволяютсоздавать средства

автоматизации для решения практически любых задач, не имея для этого особых

программистских навыков.

Выполнена работа по созданию электронной таблицы, автоматизирущей выполнение

работы «Предварительные вычисления в триангуляции»,выполнение которой

предусмотрено в курсе «Геодезическая основа карт». Рассмотрены средства

выбранного для этой цели продукта MS Excel, а также возможности

примененияобъектно-ориентированного языка программирования Visual Basic, который

интегрирован практически во все продуктысерии Microsoft Office.

Обращено внимание и на негативные аспекты  автоматизации геодезических

вычислений.

Делая вывод, можно сказать, что автоматизация геодезических вычислений является

актуальной темой, и совершенно необходима вовсех сферах работ, где используется

обработка результатов геодезических измерений.
Источники:

Интернет:

--Геоинформационные системы (GIS)

Адрес интернет: http://www.solver-net.com/1251/gishp.htm

--Перечень WWW ГИС-тематики

Адрес интернет: http://www-gis.sscc.ru/~kpa/WEBLAB/OUBOOK/web_serv.htm

-- ГИС - что   нужно   знать   пользователю

(статья на сайте фирмы АлГИС)

--Программное обеспечение ГИС-проектов. Автор :Сергей Миллер, вице-президент

ГИС-ассоциации.

--"ГИС-Обозрение" 3/1997.Статья «ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МАТЕРИАЛОВ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ СЪЕМОК», автор С.Г.Гаврилов, Центр прикладной

геоинформатики ТЕРРА-СПЕЙС

«Современная геодезия - не приборы, а технологии», автор С.Г. Гаврилов, Центр

прикладной геоинформатики ТЕРРА-СПЕЙС

Литература:

--«Современные методы географических исследований»,  авторы: К.Н. Дьяконов, Н.С.

Касимов,  В.С.Тикунов, М.«Просвещение», 1996.
[KL1]